Cycloalkines מאפיינים, המינוח, יישומים, דוגמאות



ה cycloalkynes הם תרכובות אורגניות, שיש להן קשר משולש אחד או יותר ויחידה מחזורית. הנוסחאות המולקולריות המורכבות מצייתות לנוסחה Cnח2n-4. לכן, אם n שווה ל 3, אז הנוסחה של cycloalkyne כאמור יהיה C3ח2.

בתמונה התחתונה מוצגות סדרות של דמויות גיאומטריות, אך במציאות הן מורכבות מהדוגמאות של cycloalkynes. כל אחד מהם יכול להיחשב כגרסה חמצון יותר של cycloalkanes בהתאמה (ללא קשר כפול או משולש). כאשר הם חסרים הטרואטום (O, N, S, F, וכו '), הם רק פחמימנים "פשוטים".

הכימיה סביב cycloalkines היא מורכבת מאוד, ואף יותר מכך הם מנגנוני מאחורי התגובות שלהם. הם מייצגים נקודת התחלה לסינתזה של תרכובות אורגניות רבות, אשר בתורו כפופים ליישומים אפשריים.

באופן כללי, הם מאוד תגובתי אלא אם כן הם "מעוותים" או מורכבים עם מתכות המעבר. כמו כן, הקשרים המשולשים שלה יכולים להיות מצמידים עם קשרים כפולים, ויוצרים יחידות מחזוריות בתוך המולקולות.

אם לא, במבנים הפשוטים ביותר שלהם הם יכולים להוסיף מולקולות קטנות לקשרים משולשים שלהם.

אינדקס

  • 1 מאפיינים של cycloalkynes
    • 1.1 אפולריות והקשר המשולש
    • 1.2 כוחות בין-מולקולריים
    • 1.3 מתח זוויתי
  • 2 המינוח
  • 3 יישומים
  • 4 דוגמאות
  • 5 הפניות

מאפייני cycloalkynes

אפולריות והקשר המשולש

Cycloalkynes מאופיינים על ידי להיות מולקולות אפולרי, ולכן, הידרופובי. זה יכול להשתנות אם במבנים שלהם יש כמה heteroatom או קבוצת תפקודית אשר מעניק רגע דיפול ניכר; כפי שקורה בהטרו-סייקל עם קשרים משולשים.

אבל מהו קשר משולש? הם רק שלושה אינטראקציות בו זמנית בין שני אטומי פחמן עם הכלאה sp. קישור אחד הוא פשוט (σ), ושני האחרים π, בניצב זה לזה. שני אטומי פחמן יש מסלול חינם SP לאגד לאטומים אחרים (R-C≡C-R).

אלה היברידית אורביטלים יש 50% אופי ו 50% של אופי p. מכיוון שהאורביטלים חודרים יותר מן האורביטלים, עובדה זו הופכת את שני הפחמנים של הקשר המשולש ליותר חומצי (אלקטרון), מאשר הפחמנים של האלקנים או האלקנים.

מסיבה זו, הקשר המשולש (≡) מייצג נקודה ספציפית עבור מינים אלקטרונים התורמים להתווסף אליה יוצרים קישורים פשוטים.

זה גורם לשבירה של אחד האג"ח π, הופכים קשר כפול (C = C). התוספת נמשכת עד R מתקבל4C-CR4, כלומר, פחמימות רוויות.

ניתן להסביר את האמור לעיל בדרך זו: הקשר המשולש הוא אי-התאמה כפולה.

כוחות בין-מולקולריים

Cycloalkyne מולקולות אינטראקציה על ידי כוחות פיזור או כוחות לונדון ועל ידי אינטראקציות של סוג π-π. אינטראקציות אלה חלשות, אך ככל שגודל המחזורים גדל (כמו שלוש האחרונות בצד ימין של התמונה), הן מצליחות ליצור מוצקים בטמפרטורת החדר ובלחץ.

מתח זוויתי

הקישורים בקישור המשולש ממוקמים על אותו מטוס וקו אחד. לכן, CCC - יש גיאומטריה ליניארית, עם אורביטלים sp כ 180 מעלות זה מזה.

זה יש משמעות חמורה יציבות stereochemical של cycloalkynes. זה לוקח הרבה אנרגיה כדי "לכופף" את האורביטלים sp מאז הם לא גמישים.

ככל שהצייקלואלקין קטן יותר, כך האורביטלים של ה- SP חייבים להיות כפופים כדי לאפשר קיום פיזי של זה. ניתוח התמונה, ניתן להבחין, משמאל לימין, כי במשולש זווית הקישורים על צדי האג"ח משולשת בולטת מאוד; ואילו בדקגון הם פחות פתאומיים.

כמו cycloalkine הוא גדול יותר, זווית הקישורים של אורביטלים sp ל 180 מעלות אידיאלי הוא קרוב יותר. ההפך קורה כאשר הם קטנים יותר, מכריח אותם להתכופף וליצור מתח זוויתי בהם, לערער יציבות cycloalkine.

לכן, cycloalkines גדול יש מתח זוויתי נמוך, מה שמאפשר סינתזה שלהם ואחסון. עם זאת, המשולש הוא cycloalkine יציב ביותר, ואת הדקגון הוא היציב ביותר של כולם.

למעשה, cyclooctin (המתומן) הוא היציב הקטן ביותר הידוע; אחרים קיימים רק כמתווכים רגעיים בתגובות כימיות.

המינוח

כדי לקרוא cycloalkynes, אותם כללים נשלט על ידי IUPAC כמו cycloalkanes ו cycloalkenes חייב להיות מיושם. ההבדל היחיד טמון בסיומת-הסיומת בסוף שם המתחם האורגני.

השרשרת הראשית היא אחת בעלת הקשר המשולש, ומתחילה למנות מהסוף הקרוב אליה. אם יש לך, למשל, cyclopropane, אז יש קשר משולש ייקרא cyclopropine (המשולש של התמונה). אם קבוצת מתיל מקושר בראש הדף, אז זה יהיה: 2-methylcyclopropane.

לפחמנים של ה- R-C≡C-R יש כבר ארבעה קשרים, ולכן חסרים לו מימן (כפי שקורה עם כל cycloalkynes בתמונה). זה לא קורה רק אם הקשר המשולש נמצא במצב מסוף, כלומר, בקצה שרשרת (R-C≡C-H).

יישומים

Cycloalkines אינם תרכובות שכיחות מאוד, כך גם היישומים שלהם. הם יכולים לשמש קלסרים (קבוצות מתואמות) למתכות המעבר, ובכך ליצור אינסוף של תרכובות אורגנומטריות שניתן להשתמש בהם לשימושים קפדניים וספציפיים מאוד.

הם בדרך כלל solvents שלהם רווי ויציב ביותר טפסים. כאשר הם מורכבים heterocycles, בנוסף ליחידות מחזוריות פנימי C≡C-C = C-C≡C, הם מוצאים שימושים מעניינים ומבטיחים כמו תרופות נגד סרטן; כזה הוא במקרה של Dinemycin א. זה תרכובות אחרות כבר מסונתז עם אנלוגיות מבניות.

דוגמאות

התמונה מציגה שבעה cycloalkynes פשוט, שבו אין כמעט קשר משולש. משמאל לימין, עם שמותיהם בהתאמה הם: cyclopropino, המשולש; Cyclobutin, הכיכר; cyclopentine, מחומש; ציקלוהקסין, המשושה; cycloheptin, את heptagon; Cyclooctin, המתומן; ו cyclodecine, את decagon.

בהתבסס על מבנים אלה ומחליפים את אטומי המימן של הפחמנים הרוויים, ניתן להשיג חומרים אחרים הנובעים מהם. הם יכולים גם לעבור תנאים חמצון כדי ליצור קשרים כפולים בצדדים אחרים של המחזורים.

יחידות גיאומטריות אלו יכולות להיות חלק ממבנה גדול יותר, דבר המגדיל את ההסתברויות של פונקציונליזציה של השלם. אין דוגמאות רבות של cycloalkynes זמין, לפחות לא בלי להעמיק את מעמקי סינתזה אורגנית פרמקולוגיה.

הפניות

  1. פרנסיס א. כימיה אורגנית (מהדורה שישית, עמ '372, 375). מק גרב היל.
  2. ויקיפדיה. (2018). Cycloalkyne. מתוך: en.wikipedia.org
  3. ויליאם ראוש. (05 במאי 2013). מתן שמות לתרכובות אורגניות. נלקח מ: 2.chemistry.msu.edu
  4. כימיה אנאורגנית Cycloalkynes. נלקח מ: fullquimica.com
  5. פטריציה דיאנה וג 'ירולמו. (2015). ביוסינתזה של heterocycles מבידוד אשכול ג 'ין. ויילי, עמ '181.
  6. כימיה אורגנית מעניינת ומוצרים טבעיים. (17 באפריל 2015). Cycloalkynes. נלקח מתוך: quintus.mickel.ch